III. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2015 bertempat di kawasan sistem agroforestry Register 39 Datar Setuju KPHL Batutegi Kabupaten Tanggamus. 3.2 Objek dan Alat Objek dalam penelitian ini adalah pohon (pohon hutan dan tanaman MPTs), pohon mati (nekromassa) baik yang masih berdiri maupun yang telah roboh, serta serasah di atas permukaan tanah yang ada di dalam petak contoh pengamatan pada kawasan sistem agroforestry di Register 39 Datar Setuju KPHL Batutegi. Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tongkat sepanjang 1,3 meter untuk mengukur diameter setinggi dada (dbh), meteran dengan panjang 3 meter, pita meter yang digunakan untuk mengukur diameter, christenhypsometer yang digunakan untuk mengukur tinggi pohon, tally sheet, spidol, parang, kantong plastik yang digunakan sebagai tempat biomassa serasah yang didapat dalam petak contoh, oven yang digunakan untuk mengetahui berat kering serasah, timbangan digital dengan satuan gram yang digunakan untuk mengetahui berat kering serasah, kamera untuk dokumentasi, tali rapia dan tali tambang yang digunakan untuk membuat petak contoh, serta alat tulis.
28 3.3 Batasan Penelitian 1. Agroforestry merupakan sistem penggunaan lahan yang mengombinasikan tanaman pertanian/perkebunan dengan tanaman kehutanan (tumbuhan berkayu). 2. Biomassa yang diukur adalah biomassa atas permukaan yaitu biomassa pohon (tanaman hutan dan tanaman pertanian), biomassa nekromassa, dan biomassa serasah yang ada pada plot pengamatan. 3. Plot pengamatan berukuran 100m x 20m untuk pengukuran biomassa pohon dan biomassa nekromassa, sedangkan untuk pengukuran biomassa serasah menggunakan plot berukuran 0,5m x 0,5m. 4. Pohon bercabang merupakan tumbuhan berkayu yang memiliki percabangan di bawah 1,3m. Pohon tidak bercabang, tidak memiliki percabangan pada ketinggian 1,3m. 3.4 Data yang Dikumpulkan 3.4.1 Data Primer Data primer adalah data yang didapat saat melakukan penelitian di kawasan sistem agroforestry Register 39 Datar Setuju KPHL Batutegi Kabupaten Tanggamus. Pada penelitian ini data yang dikumpulkan yaitu: 1. Data Vegetasi Data vegetasi berupa tingkatan tumbuhan bawah, pancang, tiang, dan pohon yaitu jumlah setiap jenis ditemukan dalam petak ukur berukuran 20m x 20m. Data vegetasi digunakan untuk mengetahui jenis tanaman mana yang paling
29 dominan pada suatu kawasan sistem agroforestry. Selain itu, dengan adanya data vegetasi dapat diketahui kerapatan suatu jenis dan besar INP pada kawasan sistem agroforestry. 2. Data Biomassa Data biomassa digunakan untuk menghitung karbon tersimpan yang berupa jenis pohon, tinggi pohon, diameter, dan berat basah serasah yang ditemukan pada petak contoh pengamatan. 3.4.2 Data Sekunder Data sekunder merupakan data ataupun study literature yang diperoleh dari penelitian penelitian mengenai karbon tersimpan pada kawasan sistem agroforestry. Selain itu, data sekunder diperoleh dari data pendukung lainnya seperti data dari instansi pemerintah daerah yang meliputi keadaan umum lokasi penelitian. 3.5 Pengumpulan Data Data primer diambil dari pengukuran yang dilakukan di lapangan tepatnya pada kawasan sistem agroforestry di Register 39 Datar Setuju. Pengambilan data dilakukan dengan membuat petak ukur berukuran 100m x 20m untuk kawasan sistem agroforestry (Hairiah et al., 2011) yang berjumlah 20 plot pengamatan. Pembuatan petak ukur digunakan untuk mengambil data vegetasi dan data
30 biomassa. Petak ukur digunakan untuk memperoleh data biomassa dan vegetasi dengan cakupannya yaitu: 1. Petak ukur 100m x 20m untuk pengamatan fase pohon dewasa dengan ukuran diameter >20cm dan digunakan unutk pengamatan nekromassa dengan diameter >30cm. 2. Petak ukur 0,5m x 0,5m digunakan untuk mengukur biomassa serasah. Petak ukur berukuran 0,5m x 0,5m berada di dalam petak ukur besar yang berukuran 100m x 20m yang digunakan untuk pengukuran biomassa pohon dan nekromassa. Dalam penelitian ini, biomassa nekromassa yang diambil yaitu biomassa nekromassa berkayu yang memiliki diameter >30cm. Setiap satu petak ukur besar terdapat satu petak ukur berukuran 0,5m x 0,5m untuk pengukuran biomassa serasah. Penentuan petak ukur dilakukan dengan menggunakan metode Purposive Sampling (Natalia, 2013). Metode ini dilakukan dengan melihat kondisi lapangan secara sengaja, namun setiap kondisi lapang terwakili seperti kawasan yang memiliki vegetasi yang rapat, kawasan dengan vegetasi yang jarang, kondisi dengan kelerangan yang tajam, serta kawasan di daerah pegunungan. Penentuan jumlah petak ukur didapat berdasarkan perhitungan berikut: Luas areal Register 39 Datar Setuju (N) = 7.668,64 hektar Intensitas sampling yang digunakan (IS) = 0,05% = 0,0005 Luas tiap petak contoh (n) = 100m x 20m = 2.000 m 2 = 0,2 ha
31 Maka, didapat: Luas seluruh petak contoh adalah: = 0,0005 7.668,64 = 3,83 h ~4 h = 4 ha x 10.000 m 2 = 40.000 m 2 Sehingga didapat jumlah petak ukur yang dibuat adalah: h = h 40.000 2.000 = 20 h h Berdasarkan perhitungan di atas, maka didapat jumlah plot yang dibuat pada lokasi penelitian yaitu sebanyak 20 plot yang terbagi atas tiga wilayah kelola HKm di Register 39 yang dibedakan berdasarkan luas wilayah. Luas total wilayah HKm di Register 39 adalah 7.668,64 hektar yang terbagi atas HKm Bina Wana Jaya 1 dengan luasan 1.592,40 hektar, HKm Bina Wana Jaya 2 seluas 1.044,80 hektar, dan HKm Sinar Harapan seluas 5.031,44 hektar. Pembagian petak ukur contoh dapat dihitung seperti berikut: Jumlah plot contoh yang dibuat = h jumlah plot contoh Maka, berdasarkan rumus diatas, dapat diketahui berapa jumlah plot contoh pada setiap HKm dengan data seperti berikut: Luas total HKm di Register 39 Datar Setuju = 7.668,64 hektar Luas HKm Bina Wana Jaya 1 Luas HKm Bina Wana Jaya 2 = 1.592,40 hektar = 1.044,80 hektar
32 Luas HKm Sinar Harapan Jumlah seluruh plot contoh = 5.031,44 hektar = 20 plot contoh Sehingga jumlah plot contoh pada masing-masing HKm yaitu: 1. 1 =.,., 2. 2 =.,., 3. =.,., 20 = 4,15 ~ 4 h 20 = 2,72 ~ 3 h 20 = 13,12 ~ 13 h Setiap plot contoh berukuran 100m x 20m di dalamnya terdapat satu plot contoh berukuran 0,5m x 0,5m yang digunakan untuk pengambilan berat basah serasah. Selain itu juga, terdapat plot kecil 20m x 20m untuk pengukuran INP. 3.5.1 Indeks Nilai Penting (INP) Pengambilan data INP digunakan untuk mengetahui komposisi penyusun tanaman dan jenis tanaman yang paling dominan pada suatu kawasan sistem agroforestry pada setiap fase tanaman (tumbuhan bawah, pancang, tiang, dan pohon). Untuk mengetahui jenis yang paling dominan maka diukur dengan membuat plot ukur. Peletakan plot ukur untuk menetukan INP diletakkan pada jarak 20 meter pertama pada plot besar berukuran 100m x 20m yang digunakan untuk pengambilan data biomassa dengan ukuran luasan petak ukur INP 20m x 20m. Petak ukur contoh berukuran 20m x20m yang digunakan untuk menghitung INP, dapat dilihat pada Gambar 2.
33 D B C A Gambar 2. Petak ukur untuk pengambilan data Indeks Nilai Penting (INP) yang diletakkan pada setiap plot besar (plot berukuran 100m x 20m). Keterangan gambar: i. A merupakan petak contoh berukuran 2m x 2m, digunakan untuk tingkat tumbuhan bawah dengan tinggi < 1,5m. ii. B merupakan petak contoh ukuran 5m x 5m, digunakan untuk tingkat pancang dengan diameternya < 10cm dan tinggi tanmannya > 1,5m. iii.c merupakan petak contoh ukuran 10m x 10m, digunakan untuk tingkat tiang dengan diameternya 10-20 cm. iv.d merupakan petak contoh ukuran 20m x 20m, digunakan untuk tingkat pohon dengan diameter > 20cm. 3.5.2 Data Biomassa Setelah mengetahui penyusun tanaman berdasarkan pengukuran INP, maka selanjutnya data yang diambil yaitu mengenai data biomassa. Pengukuran untuk menduga biomassa suatu pohon ini dapat dilakukan dengan metode nondestructive (tidak menebang pohon) pada setiap pohon yang ada di plot penelitian (Gambar 3). Pohon yang diambil untuk dihitung biomassanya harus dilengkapi
34 datanya yaitu berupa diameter dan tinggi pohon tersebut. Setelah data didapat, selanjutnya diolah dengan menggunakan persamaan allometrik untuk tiap jenis tanaman. Plot besar berukuran 100m x 20m, juga digunakan untuk pengukuran biomassa nekromassa berkayu. Nekromassa merupakan pohon mati yang masih berdiri atau sudah roboh. Pengukurannya menggunakan metode non-destructive (tidak menebang pohon) dengan data yang diambil yaitu jenis pohon, diameter pohon, dan panjang pohon. Selanjutnya data diolah menggunakan persamaan allometrik yang tersedia seperti pohon hidup, sedangkan untuk pohon tidak bercabang dihitung berdasarkan volume slindernya. Pengukuran biomassa serasah dilakukan pada plot berukuran 0,5m x 0,5m. Serasah yang ada dalam plot tersebut diambil lalu ditimbang. Sebagaian dari serasah yang timbang, diambil berat contoh sebesar 300 gr/100 gr atau semuanya jika berat basah yang didapat kurang dari 100 gr sebagai berat basah untuk dioven selama 48 jam dengan besar suhu 80 0 C. Setelah 48 jam dioven, dilakukan pengolahan data dengan persamaan yang ada. 20m 20m B A C 100m Gambar 3. Plot besar berukuran 100m x 20m yang di dalamnya terdapat dua plot kecil untuk pengukuran INP dan biomassa serasah. Keterangan gambar: A = plot besar berukuran 100m x 20m untuk pengukuran biomassa pohon dan nekromassa berkayu.
35 B = plot berukuran 20m x 20m yang di dalam plot tersebut terdapat plot berukuran 10m x 10m, 5m x 5m, dan 2m x 2m untuk perhitungan INP. C = plot kecil berukuran 0,5m x 0,5m untuk pengukuran biomassa serasah. 1. Cara Pengukuran Parameter Pohon Pengukuran parameter pohon dilakukan pada petak ukur besar yang berukuran 100m x 20m. Pada petak ukur besar ini diambil data pohon baik tanaman hutan dan tanaman pertanian. Data yang diambil pada petak contoh tersebut merupakan sebagai data primer. 2. Cara Pengukuran Nekromassa Pengukuran nekromassa dilakukan pada plot besar berukuran 100m x 20m. Nekromassa yang diambil merupakan nekromassa berkayu, baik yang masih berdiri maupun yang sudah roboh. Pada plot tersebut, diambil data nekromassa yang memiliki diameter >30cm. 3. Cara Pengambilan Serasah a. Pengambilan biomassa serasah yang masuk dalam plot ukuran 0,5m x 0,5m diambil dengan menggunakan parang lalu dipotong dan dipisahkan antara batang dan daunnya, kemudian ditimbang untuk memperoleh berat basahnya. b. Subcontoh tanaman dari masing-masing biomassa daun dan batang diambil sekitar 100-300 gram. Bila subcontoh biomassa yang didapat < 100 gram, maka semua contoh tanaman yang didapat dijadikan sebagai subcontoh. c. Sampel serasah yang didapat kemudian dikeringkan di dalam oven dengan suhu 80 0 C selama 48 jam dengan tujuan untuk mendapatkan berat keringnya.
36 3.6 Analisis Data Melihat dari tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui besar karbon tersimpan pada kawasan sistem agroforestry di Register 39 Datar Setuju KPHL Batutegi, maka akan dilakukan analisis data. Data yang dianalisis yaitu pendugaan biomassa vegetasi seperti biomassa pohon, biomassa nekromassa, dan biomassa serasah. Dilakukannya pendugaan biomassa, untuk mengetahui kemampuan vegetasi dalam menyimpan karbon melalui proses fotosintesis tanaman (Natalia, 2014). Untuk mengetahui jenis dominan vegetasi dan komposisi vegetasi pada sistem agroforestry di Register 39 Datar Setuju KPHL Batutegi, maka dilakukan analisis vegetasi melalui INP. 3.6.1 Indeks Nilai Penting (INP) Menurut Soegianto (1994) dalam Indriyanto (2006), INP merupakan parameter kuantitatif yang digunakan untuk mengukur dominansi (tingkat penguasaan) spesies-spesies dalam suatu komunitas tumbuhan. Pengukuran mengenai INP digunakan untuk mengetahui jenis yang paling dominan pada suatu kawasan dengan menggunakan contoh petak ukur berukuran 20m x 20m. Indeks Nilai Penting digunakan untuk menetapkan dominasi suatu jenis terhadap jenis lainnya atau dengan kata lain INP menggambarkan kedudukan ekologis suatu jenis dalam komunitas. INP dihitung berdasarkan penjumlahan nilai Kerapatan Relatif (KR), Frekuensi Relatif ( FR) dan Dominansi Relatif (DR) (Natalia, 2014).
37 Besarnya INP pada suatu vegetasi dapat dihitung dengan persamaan berikut: Kerapatan (K) = Jumlah individu suatu jenis luas seluruh petak contoh Kerapatan Relatif (KR) = Kerapatan suatu jenis Kerapatan seluruh jenis 100% Frekuensi (F) = Jumlah petak ditemukannya suatu jenis Jumlah seluruh petak Frekuensi Relatif (FR) = Frekuensi suatu jenis Frekuensi seluruh jenis 100% Dominansi (D) = Luas basal area suatu spesies Luas seluruh petak contoh Dominansi Relatif (DR) = Dominansi suatu jenis Dominansi seluruh jenis 100% Berdasarkan persamaan tersebut, maka untuk menghitung besar INP suatu spesies untuk fase pohon, tiang, dan pancang yaitu: INP = KR + FR + DR Selanjutnya untuk menghitung besar INP fase tumbuhan bawah menggunakan perhitungan seperti berikut (Kainde et al., 2001): INP= KR + FR Sedangkan untuk mencari perbandingan nilai penting atau Summed Dominance Ratio (SDR) dengan menghitung: SDR = Indeks Nilai Penting (INP) 3
38 Perbandingan nilai penting atau Summed Dominance Ratio (SDR) digunakan untuk menentukan jenis yang dominan atau paling melimpah (menonjol) sebagai ciri atau tipe vegetasi (Indriyanto, 2006) di daerah penelitian. SDR juga dipakai untuk menyatakan tingkat dominansi (tingkat penguasaan) spesies -spesies dalam suatu komunitas tumbuhan. 3.6.2 Pendugaan Biomassa Setelah mengetahui komponen vegetasi pada suatu kawasan sistem agroforestry, maka selanjutnya dihitung pendugaan biomassa berdasarkan jenis tanaman apa saja yang masuk dalam plot pengamatan dengan memasukannya ke dalam persamaan allometrik yang telah ditetapkan. 1. Biomassa Pohon Hasil pengukuran diameter pohon dan tinggi pohon dianalisis dengan menggunakan persamaan allometrik yang telah ada untuk menduga biomassa pohon. Beberapa persamaan allometrik yang digunakan untuk menduga biomassa dapat dilihat pada Tabel 1. 2. Biomassa Nekromassa Pendugaan biomassa nekromassa dianalisis dengan menggunakan persamaan allometrik seperti pohon hidup (untuk pohon bercabang), untuk pohon tidak bercabang, maka berat kering dari nekromassa tersebut dihitung berdasarkan volume slindernya. Rumus volume slinder untuk nekromassa tidak bercabang adalah (Hairiah dan Rahayu, 2007): BK = = D 2
39 Π merupakan jari-jari dari diameter nekromassa, Ρ merupakan berat jenis kayu (g/cm 3 ) yang biasanya berat jenis untuk kayu mati 0,4 g/cm 3, H merupakan panjang atau tinggi nekromassa (cm) dan D merupakan diameter nekromassa (cm). Tabel 1. Model persamaan allometrik yang digunakan No Jenis Tegakan Persamaan Allometrik Sumber 1 Mahoni* BK= 0,902(D 2 H) 0,08 (Purwanto, 2009) 2 Sonokeling* BK= 0,745(D 2 H) 0,64 (Purwanto, 2009) 3 Jati* BK= 0,015(D 2 H) 1,08 (Purwanto, 2009) 4 Sengon* BK = 0,020 (D 2 H) 0,93 (Purwanto,2009) 5 Akasia* BK=0,077 (D 2 H) 0,90 (Purwanto,2009) 6 Pohon-pohon bercabang BK=0,11 ρ(d) 2,62 (Ketterings, 2001) 7 Pohon-tidak bercabang BK=π ρd 2 H/40 (Hairiah,2002) 8 Kopi** BK=0,281(D) 2,06 (Arifin, 2001) 9 Pisang** BK=0,030(D) 2,13 (Arifin 2001, Van Noordwijk,2000) 10 Palm** BK=BA*H*ρ (Hairiah, 2000) 11 Bambu** BK=0,131(D) 2,28 (Priyadarsini,2000) 12 Kakao** BK= 0,1208(D) 1,98 (Hairiah dkk, 2011) Keterangan: BK H D = Berat kering (kg/pohon) = Tinggi total tanaman (cm) = Diameter setinggi dada (dbh) (cm) BA = Basal area (cm 2 ) Ρ = Kerapatan kayu (0,7 gr) * = Jenis tanaman kehutanan ** = Jenis tanaman MPTs Sehingga akan didapat total biomassa pohon (kg) = BK 1 + BK 2 +...+ BK n Rumus untuk menghitung biomassa per satuan luas (ton/ha) sebagai berikut: Total biomassa (kg) Satuan area (m 2 )
40 3. Biomassa Serasah Data pengukuran biomassa serasah diperoleh setelah dioven selama 48 jam dalam suhu 80 0 C, lalu diambil sampelnya dan ditimbang sebagai berat kering. Berat basah didapat setelah pengambilan sampel di lapangan. Berat basah dan berat kering dari serasah dapat digunakan untuk menduga biomassa serasah dengan menggunakan rumus Biomass Expansion Factor (Brown, 1997). Total BK = BK sub contoh (gr) BB sub contoh (gr) total BB (gr) Keterangan: BK = Berat Kering (gr) BB = Berat Basah (gr) 4. Karbon Tersimpan Karbon tersimpan pada vegetasi hutan dapat diestimasi menggunakan nilai biomassa yang yang diperoleh dari persamaan allometrik, rumus slinder ataupun nilai BEF (Biomass Expansion Factor). Menurut IPCC (2006), fraksi karbon dari biomassa adalah 0,50 (0,44-0,55) yang berarti bahwa 50% dari biomassa adalah karbon tersimpan. Jumlah besar karbon tersimpan dapat dihitung dengan : Karbon tersimpan = Biomassa x 0,5